(57)【要約】  マスクを保持するマスク保持部を、統合した機構によってＸ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向に駆動可能として、マスク保持部の駆動機構を小型化、且つ軽量化して、応答性を向上させることができるマスク保持機構を提供する。  マスク保持部１６をＸ方向及びＺ方向に駆動可能な第１駆動部２０と、マスク保持部１６をＹ方向に案内可能な第１の案内部２３と、を有する一対の第１駆動機構１１、及びマスク保持部１６をＹ方向及びＺ方向に駆動可能な第２駆動部５０と、マスク保持部１６をＸ方向に案内可能な第２の案内部５３と、を有する第２駆動機構１２、を備え、マスク保持部１６をＸ，Ｙ、θ方向駆動、及びチルト駆動可能に支持する。
2011055826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを保持するマスク保持部と、
該マスク保持部を水平面上の一方向であるＸ方向及び鉛直方向であるＺ方向に駆動可能な第１駆動部と、該マスク保持部を該水平面上の該Ｘ方向に対する直交方向であるＹ方向に案内可能な第１の案内部と、を有する一対の第１駆動機構と、
前記マスク保持部を前記Ｙ方向及びＺ方向に駆動可能な第２駆動部と、該マスク保持部を前記Ｘ方向に案内可能な第２の案内部と、を有する第２駆動機構と、
を有し、前記マスク保持部を前記Ｘ方向，前記Ｙ方向、該水平面に直交する軸回りのθ方向に駆動可能、且つチルト駆動可能なマスク保持機構であって、
前記第１駆動部によって前記マスク保持部をＸ方向又はθ方向に駆動した時、前記第２の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第２駆動部によって前記マスク保持部をＹ方向に駆動した時、前記第１の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第１及び第２駆動部の少なくとも一つによって前記マスク保持部をチルト駆動した時、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収することを特徴とするマスク保持機構。
【請求項２】
前記マスク保持部は、前記第１及び第２駆動部のＺ方向駆動によって、基板に近接した作動位置と、前記基板から離間した退避位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のマスク保持機構。
【請求項３】
前記第１駆動部は、Ｘ軸モータと、該Ｘ軸モータが取り付けられるＸ軸モータ基台と、該Ｘ軸モータの駆動によって前記Ｘ軸モータ基台に対して、Ｘ方向に対して所定の角度で傾斜する第１の傾斜方向に駆動される第１の案内板と、前記Ｘ軸モータ基台に対して前記第１の案内板を前記第１の傾斜方向に案内する第３の案内部と、を備え、
前記第２駆動部は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、該Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対して、Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜する第２の傾斜方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板を前記第２の傾斜方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｘ軸モータによって前記第１の案内板が前記第１の傾斜方向に駆動されると、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に相対移動可能に案内される前記マスク保持部はＸ方向に移動し、
前記Ｙ軸モータによって前記第２の案内板が前記第２の傾斜方向に駆動されると、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に相対移動可能に案内される前記マスク保持部はＹ方向に移動することを特徴とする請求項１または２に記載のマスク保持機構。
【請求項４】
前記一対の第１駆動機構のそれぞれに配設された前記Ｘ軸モータの駆動方向は、前記一対の第１駆動機構間のＸ方向中心線に対して線対称であることを特徴とする請求項３に記載のマスク保持機構。
【請求項５】
前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、該第１のＺ軸可動台に対して前記Ｘ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、該第２のＺ軸可動台に対して前記Ｙ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つによって前記マスク保持部の傾きを許容するとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする請求項３又は４に記載のマスク保持機構。
【請求項６】
前記第２駆動機構は、前記第１駆動機構が支持する前記マスク保持部の一辺と対向する一辺を支持し、前記第２駆動部として前記マスク保持部を前記Ｚ方向に駆動可能なＺ軸駆動機構と、前記第１駆動機構が支持する前記マスク保持部の一辺と直交する一辺を支持し、前記第２駆動部として前記マスク保持部を前記Ｙ方向に駆動可能なＹ軸駆動機構と、を備え、
前記第２の案内部は、前記Ｚ軸駆動機構に設けられたＺ軸側案内部と、前記Ｙ軸駆動機構に設けられたＹ軸側案内部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク保持機構。
【請求項７】
前記Ｙ軸駆動機構は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、該Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対して、Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜する第２の傾斜方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板を前記第２の傾斜方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｙ軸側案内部の固定部と可動部の一方は、前記第２の案内板に取り付けられ、該固定部と可動部の他方は相手部材に設けられ、
前記相手部材と前記マスク保持部との間には、Ｙ軸側自在継手及び前記Ｚ方向に延びる案内装置が配置されていることを特徴とする請求項６に記載のマスク保持機構。
【請求項８】
前記Ｚ軸駆動機構は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、該第２のＺ軸可動台に対して前記Ｚ軸側案内部の固定部と可動部の一方が取り付けられる基台を回動自在に支持する前記第２の自在継手と、前記Ｚ軸側案内部の固定部と可動部の他方が取り付けられる回転台を前記マスク保持部に対して回転可能に支持する回転支持機構と、を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のマスク保持機構。
【請求項９】
前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータが取り付けられる第１のＺ軸モータ基台と、前記第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に移動可能な第１の連結板と、前記第１の連結板に対して前記第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータが取り付けられる第２のＺ軸モータ基台と、前記第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に移動可能な第２の連結板と、前記第２の連結板に対して前記第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つによって前記マスク保持部の傾きを許容するとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする請求項３又は４に記載のマスク保持機構。
【請求項１０】
前記第１駆動部は、Ｘ軸モータと、該Ｘ軸モータが取り付けられるＸ軸モータ基台と、前記Ｘ軸モータの駆動によって前記Ｘ軸モータ基台に対してＸ方向に駆動される第１の案内板と、前記Ｘ軸モータ基台に対して前記第１の案内板をＸ方向に案内する第３の案内部と、を備え、
前記第２駆動部は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、前記Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対してＹ方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板をＹ方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｘ軸モータによって前記第１の案内板がＸ方向に駆動されると、前記第２の駆動部の第２の案内部によってＸ方向に案内される前記マスク保持部はＸ方向に移動し、
前記Ｙ軸モータによって前記第２の案内板がＹ方向に駆動されると、前記第１の駆動部の第１の案内部によってＹ方向に案内される前記マスク保持部はＹ方向に移動することを特徴とする請求項１または２に記載のマスク保持機構。
【請求項１１】
前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータが取り付けられる第１のＺ軸モータ基台と、前記第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に移動可能な第１の連結板と、前記第１の連結板に対して前記第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータが取り付けられる第２のＺ軸モータ基台と、前記第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に移動可能な第２の連結板と、前記第２の連結板に対して前記第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つによって前記マスク保持部の傾きを許容するとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする請求項１０に記載のマスク保持機構。
【請求項１２】
前記Ｘ軸モータ基台及び前記Ｙ軸モータ基台は、フレームの上面に配置され、
前記第１及び第２のＺ軸可動台は、前記マスク保持部に固定されることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のマスク保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク保持機構に関し、より詳細には、マスクと基板の位置合わせ、隙間調整、及び基板からのマスク退避動作を、Ｘ，Ｙ、Ｚ、θ方向の駆動を統合したユニット機構によって行えるようにしたマスク保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の露光装置において、マスクの位置調整を行う装置としては、並列に配置された２つの駆動装置で、可動ステージを回転させることなく一方向に移動させるようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載のステージ装置の駆動方法及びステージ装置では、予め駆動モータを所定の駆動電力で駆動して移動速度を計測しておき、その後は実際の移動速度が目標速度になるように駆動モータに対する駆動電力を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開平１０−２０２４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光装置では、露光に際してマスクと基板の位置合わせ、及びマスクと基板のギャップ調整が必須である。また、マスクの交換などのメンテナンスの際には、マスクを保持するマスク保持部を基板から大きく離間させる退避動作が必要となる。特許文献１に記載のステージ装置の駆動方法及びステージ装置では、可動ステージを水平面内で移動させるものであり、上下方向移動（ギャップ調整、退避動作）について記載されていない。【０００５】
従来の一般的な露光装置におけるマスクと基板の位置合わせ、ギャップ調整、およびマスク退避動作は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向に駆動するためにそれぞれ独立に設けられた機構によって行われている。このため、駆動機構が複雑になると共に、調整時に移動する被駆動体の質量が大きくなる。その結果、各駆動装置に大きな出力が要求されて駆動装置が大型となり、応答性が低下するという問題があった。【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マスクを保持するマスク保持部を、統合した機構によってＸ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向に駆動可能として、マスク保持部の駆動機構を小型化、且つ軽量化して、応答性を向上させることができるマスク保持機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  マスクを保持するマスク保持部と、
該マスク保持部を水平面上の一方向であるＸ方向及び鉛直方向であるＺ方向に駆動可能な第１駆動部と、該マスク保持部を該水平面上の該Ｘ方向に対する直交方向であるＹ方向に案内可能な第１の案内部と、を有する一対の第１駆動機構と、
前記マスク保持部を前記Ｙ方向及びＺ方向に駆動可能な第２駆動部と、該マスク保持部を前記Ｘ方向に案内可能な第２の案内部と、を有する第２駆動機構と、
を有し、前記マスク保持部を前記Ｘ方向，前記Ｙ方向、該水平面に直交する軸回りのθ方向に駆動可能、且つチルト駆動可能なマスク保持機構であって、
前記第１駆動部によって前記マスク保持部をＸ方向又はθ方向に駆動した時、前記第２の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第２駆動部によって前記マスク保持部をＹ方向に駆動した時、前記第１の案内部によって前記マスク保持部の移動量を吸収し、
前記第１及び第２駆動部の少なくとも一つによって前記マスク保持部をチルト駆動した時、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収することを特徴とするマスク保持機構。
（２）  前記マスク保持部は、前記第１及び第２駆動部のＺ方向駆動によって、基板に近接した作動位置と、前記基板から離間した退避位置との間で移動可能であることを特徴とする上記（１）に記載のマスク保持機構。
（３）  前記第１駆動部は、Ｘ軸モータと、該Ｘ軸モータが取り付けられるＸ軸モータ基台と、該Ｘ軸モータの駆動によって前記Ｘ軸モータ基台に対して、Ｘ方向に対して所定の角度で傾斜する第１の傾斜方向に駆動される第１の案内板と、前記Ｘ軸モータ基台に対して前記第１の案内板を前記第１の傾斜方向に案内する第３の案内部と、を備え、
前記第２駆動部は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、該Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対して、Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜する第２の傾斜方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板を前記第２の傾斜方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｘ軸モータによって前記第１の案内板が前記第１の傾斜方向に駆動されると、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に相対移動可能に案内される前記マスク保持部はＸ方向に移動し、
前記Ｙ軸モータによって前記第２の案内板が前記第２の傾斜方向に駆動されると、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に相対移動可能に案内される前記マスク保持部はＹ方向に移動することを特徴とする上記（１）または（２）に記載のマスク保持機構。
（４）  前記一対の第１駆動機構のそれぞれに配設された前記Ｘ軸モータの駆動方向は、前記一対の第１駆動機構間のＸ方向中心線に対して線対称であることを特徴とする上記（３）に記載のマスク保持機構。
（５）  前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、該第１のＺ軸可動台に対して前記Ｘ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、該第２のＺ軸可動台に対して前記Ｙ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台が駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つを作動させながら前記マスク保持部がチルト駆動されるとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする上記（３）又は（４）に記載のマスク保持機構。
（６）  前記第２駆動機構は、前記第１駆動機構が支持する前記マスク保持部の一辺と対向する一辺を支持し、前記第２駆動部として前記マスク保持部を前記Ｚ方向に駆動可能なＺ軸駆動機構と、前記第１駆動機構が支持する前記マスク保持部の一辺と直交する一辺を支持し、前記第２駆動部として前記マスク保持部を前記Ｙ方向に駆動可能なＹ軸駆動機構と、を備え、
前記第２の案内部は、前記Ｚ軸駆動機構に設けられたＺ軸側案内部と、前記Ｙ軸駆動機構に設けられたＹ軸側案内部と、を有することを特徴とする上記（１）に記載のマスク保持機構。
（７）  前記Ｙ軸駆動機構は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、該Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対して、Ｙ方向に対して所定の角度で傾斜する第２の傾斜方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板を前記第２の傾斜方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｙ軸側案内部の固定部と可動部の一方は、前記第２の案内板に取り付けられ、該固定部と可動部の他方は相手部材に設けられ、
前記相手部材と前記マスク保持部との間には、Ｙ軸側自在継手及び前記Ｚ方向に延びる案内装置が配置されていることを特徴とする上記（６）に記載のマスク保持機構。
（８）  前記Ｚ軸駆動機構は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、該第２のＺ軸可動台に対して前記Ｚ軸側案内部の固定部と可動部の一方が取り付けられる基台を回動自在に支持する前記第２の自在継手と、前記Ｚ軸側案内部の固定部と可動部の他方が取り付けられる他の基台を前記マスク保持部に対して回転可能に支持する回転支持機構と、を有することを特徴とする上記（６）又は（７）に記載のマスク保持機構。
（９）  前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータが取り付けられる第１のＺ軸モータ基台と、前記第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に移動可能な第１の連結板と、前記第１の連結板に対して前記第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータが取り付けられる第２のＺ軸モータ基台と、前記第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に移動可能な第２の連結板と、前記第２の連結板に対して前記第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つによって前記マスク保持部の傾きを許容するとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする上記（３）又は（４）に記載のマスク保持機構。
(１０)  前記第１駆動部は、Ｘ軸モータと、該Ｘ軸モータが取り付けられるＸ軸モータ基台と、前記Ｘ軸モータの駆動によって前記Ｘ軸モータ基台に対してＸ方向に駆動される第１の案内板と、前記Ｘ軸モータ基台に対して前記第１の案内板をＸ方向に案内する第３の案内部と、を備え、
前記第２駆動部は、Ｙ軸モータと、該Ｙ軸モータが取り付けられるＹ軸モータ基台と、前記Ｙ軸モータの駆動によって前記Ｙ軸モータ基台に対してＹ方向に駆動される第２の案内板と、前記Ｙ軸モータ基台に対して前記第２の案内板をＹ方向に案内する第４の案内部と、を備え、
前記Ｘ軸モータによって前記第１の案内板がＸ方向に駆動されると、前記第２の駆動部の第２の案内部によってＸ方向に案内される前記マスク保持部はＸ方向に移動し、
前記Ｙ軸モータによって前記第２の案内板がＹ方向に駆動されると、前記第１の駆動部の第１の案内部によってＹ方向に案内される前記マスク保持部はＹ方向に移動することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のマスク保持機構。
(１１)  前記第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、該第１のＺ軸モータが取り付けられる第１のＺ軸モータ基台と、前記第１のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第１のＺ軸可動台と、前記第１の案内部によって前記第１の案内板に対してＹ方向に移動可能な第１の連結板と、前記第１の連結板に対して前記第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、
前記第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、該第２のＺ軸モータが取り付けられる第２のＺ軸モータ基台と、前記第２のＺ軸モータによってＺ方向に移動可能な第２のＺ軸可動台と、前記第２の案内部によって前記第２の案内板に対してＸ方向に移動可能な第２の連結板と、前記第２の連結板に対して前記第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、
前記第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、前記第１及び第２の自在継手の少なくとも一つによって前記マスク保持部の傾きを許容するとともに、前記第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって前記マスク保持部のチルトによる前記第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収することを特徴とする上記（１０）に記載のマスク保持機構。
（１２）  前記Ｘ軸モータ基台及び前記Ｙ軸モータ基台は、フレームの上面に配置され、
前記第１及び第２のＺ軸可動台は、前記マスク保持部に固定されることを特徴とする上記（９）から（１１）のいずれかに記載のマスク保持機構。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のマスク保持機構によれば、第１駆動部及び第１の案内部をそれぞれ有する一対の第１駆動機構と、第２駆動部及び第２の案内部を有する第２駆動機構とを備え、第１駆動部によってマスク保持部をＸ方向又はθ方向に駆動した時、第２の案内部によってマスク保持部の移動量を吸収し、第２駆動部によってＹ方向に駆動した時、第１の案内部によってマスク保持部の移動量を吸収し、更に、マスク保持部をチルト駆動した時、第１及び第２の案内部の少なくとも一つによってマスク保持部のチルトによる第１及び第２駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収するようにしたので、マスク保持部のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を統合した機構で行うことができる。これにより、マスク保持部の駆動機構を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。【０００９】
また、マスク保持部は、第１及び第２駆動部のＺ方向駆動によって、基板に近接した作動位置と、基板から離間した退避位置との間で移動可能としたので、マスク交換などのメンテナンス作業が容易となり、作業効率が高まる。【００１０】
更に、第１駆動部が、Ｘ軸モータ、及びＸ方向に対して所定の角度で傾斜する第１の傾斜方向に駆動される第１の案内板を備え、第２駆動部が、Ｙ軸モータ、及びＹ方向に対して所定の角度で傾斜する第２の傾斜方向に駆動される第２の案内板を備え、Ｘ軸モータによって第１の案内板が第１の傾斜方向に駆動されると、第１の案内部の作用によってマスク保持部がＸ方向に移動し、Ｙ軸モータによって第２の案内板が第２の傾斜方向に駆動されると、第２の案内部の作用によってマスク保持部がＹ方向に移動するようにしたので、第１及び第２の案内板の第１及び第２の傾斜方向への移動量を、それぞれＸ及びＹ方向へのマスク保持部の小さな移動量に変換して移動させることができ、これによってマスク保持部のＸ及びＹ方向への移動を精度よく制御することができる。【００１１】
また、一対の第１駆動機構のそれぞれに配設されたＸ軸モータの駆動方向が、一対の第１駆動機構間のＸ方向中心線に対して線対称であるので、各Ｘ軸モータを同期回転させることにより、マスク保持部をＸ方向に移動させることができる。【００１２】
さらに、第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、第１のＺ軸可動台に対してＸ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、第２のＺ軸可動台に対してＹ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、第１及び第２のＺ軸モータの少なくとも一つによって第１及び第２のＺ軸可動台が駆動されると、第１及び第２の自在継手の少なくとも一つを作動させながらマスク保持部がチルト駆動されるとともに、第１及び第２の案内部の少なくとも一つによってマスク保持部のチルトによる第１及び第２駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収するようにしたので、統合した機構におけるチルト駆動を円滑に行うことができる。【００１３】
また、第２駆動機構は、第１駆動機構が支持する前記マスク保持部の一辺と対向する一辺を支持し、第２駆動部としてマスク保持部をＺ方向に駆動可能なＺ軸駆動機構と、第１駆動機構が支持するマスク保持部の一辺と直交する一辺を支持し、第２駆動部としてマスク保持部を前記Ｙ方向に駆動可能なＹ軸駆動機構と、を備え、第２の案内部は、Ｚ軸駆動機構に設けられたＺ軸側案内部と、Ｙ軸駆動機構に設けられたＹ軸側案内部と、を有するようにしたので、大型、且つ重量の大きなマスク保持部１６を歪を生じさせることなくＹ方向に駆動することができる。【００１４】
更に、第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、第１のＺ軸モータ基台と、第１のＺ軸可動台と、第１の案内部によってＹ方向に移動可能な第１の連結板と、第１の連結板に対して第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、第２のＺ軸モータ基台と、第２のＺ軸可動台と、第２の案内部によってＸ方向に移動可能な第２の連結板と、第２の連結板に対して第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、第１及び第２のＺ軸モータによって前記第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、第１及び第２の自在継手によってマスク保持部の傾きを許容するとともに、第１及び第２の案内部によってマスク保持部のチルトによる第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収するようにしたので、マスク保持部のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を統合した機構で行うことができる。これにより、マスク保持部の駆動機構を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。【００１５】
また、第１駆動部は、Ｘ軸モータと、Ｘ軸モータ基台と、Ｘ軸モータの駆動によってＸ方向に駆動される第１の案内板と、第１の案内板をＸ方向に案内する第３の案内部と、を備え、第２駆動部は、Ｙ軸モータと、Ｙ軸モータ基台と、Ｙ軸モータの駆動によってＹ方向に駆動される第２の案内板と、第２の案内板をＹ方向に案内する第４の案内部と、を備え、Ｘ軸モータによって第１の案内板がＸ方向に駆動されると、第２の駆動部の第２の案内部によってＸ方向に案内されるマスク保持部がＸ方向に移動し、Ｙ軸モータによって第２の案内板がＹ方向に駆動されると、第１の駆動部の第１の案内部によってＹ方向に案内されるマスク保持部がＹ方向に移動するので、統合した機構におけるＸＹ駆動を円滑に行うことができる。【００１６】
更にまた、第１駆動部は、第１のＺ軸モータと、第１のＺ軸モータ基台と、第１のＺ軸可動台と、第１の案内部によってＹ方向に移動可能な第１の連結板と、第１の連結板に対して第１のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第１の自在継手と、をさらに備え、第２駆動部は、第２のＺ軸モータと、第２のＺ軸モータ基台と、第２のＺ軸可動台と、第２の案内部によってＸ方向に移動可能な第２の連結板と、第２の連結板に対して第２のＺ軸モータ基台を回動自在に支持する第２の自在継手と、をさらに備え、第１及び第２のＺ軸モータによって第１及び第２のＺ軸可動台がチルト駆動されると、第１及び第２の自在継手によってマスク保持部の傾きを許容するとともに、第１及び第２の案内部によってマスク保持部のチルトによる第１及び第２駆動機構間のスパン変化量を吸収するようにしたので、マスク保持部のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を統合した機構で行うことができる。これにより、マスク保持部の駆動機構を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。【００１７】
また、Ｘ軸モータ基台及びＹ軸モータ基台は、フレームの上面に配置され、第１及び第２のＺ軸可動台は、マスク保持部に固定されるので、マスク保持機構を大型化することなく、マスク保持部内のスペースを確保すると共に、統合した機構におけるＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマスク保持機構が配設された近接スキャン露光装置を、照射部を取り外した状態で示す平面図である。
【図２】図１における近接スキャン露光装置の正面図である。
【図３】図１におけるマスク保持機構の斜視図である。
【図４】図１におけるマスク保持機構の平面図である。
【図５】図４におけるＶ‐Ｖ断面図である。
【図６】図５における第１駆動機構の拡大図である。
【図７】図４におけるＶＩＩ‐ＶＩＩ断面図である。
【図８】変形例のマスク保持機構の縦断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るマスク保持機構の斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るマスク保持機構の斜視図である。
【図１１】図１０における第１駆動機構の拡大断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１０における楕円ＸＩＩ及びＸＩＩ´で囲まれた部分の拡大図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るマスク保持機構の斜視図である。
【図１４】図１３におけるマスク保持機構の平面図である。
【図１５】図１３におけるマスク保持機構の側面図である。
【図１６】図１３におけるマスク保持機構の正面図である。
【図１７】（ａ）は図１３における駆動機構の要部平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るマスク保持機構の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態においては、基板の搬送方向を水平面状の一方向であるＸ方向とし、Ｘ方向と直交する水平面上の方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する軸回り方向をθ方向と定義する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、本実施形態の近接露光装置１は、基板(例えば、液晶ディスプレイ用基板としてのカラーフィルタ基板)Ｗを浮上させて支持すると共に、所定方向(図１のＸ方向)に搬送する基板搬送機構２と、複数のマスクＭをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向(図１のＹ方向)に沿って千鳥状に二列配置された複数(図１に示す実施形態において、左右それぞれ３個)のマスク保持機構１０と、複数のマスク保持部１６の上部にそれぞれ配置されて露光用光を照射する複数の照射部４(図２参照)と、スキャン露光装置１の各作動部分の動作を制御する制御部５と、を主に備える。
【００２１】
基板搬送機構２は、基板ＷをＸ方向に搬送する領域に設けられた浮上ユニット８０と、基板ＷのＹ方向一側（図１において上辺）を保持してＸ方向に搬送する基板駆動ユニット８１とを備える。浮上ユニット８０は、複数の基台８２上に設けられた排気のみ、或いは排気と吸気を同時に行う複数のエアパッド８３を備える。また、基板駆動ユニット８１は、浮上ユニット８０によって浮上、支持された基板Ｗの一端を保持する吸着パッド８４を、モータ８５を駆動することで、ボールねじ機構８６によって基板ＷをＸ方向に搬送する。
【００２２】
図１に示すように、Ｙ方向に沿ってそれぞれ直線状に配置された上流側及び下流側の各マスク保持機構１０間には、各マスク保持部１６のマスクＭを同時に交換可能なマスクチェンジャ８７が配置されており、マスクチェンジャ８７の周囲には、マスクストッカ８８及びマスクローダー８９が配置されている。
【００２３】
図２に示すようにマスク保持部１６の上部に配置される照射部４は、紫外線を含んだ露光用光ＥＬを放射する、例えば、超高圧水銀ランプからなる光源９１と、凹面鏡９２と、オプチカルインテグレータ９３と、光路の向きを変えるための平面ミラー９４及び球面ミラー９５と、照射光路を開閉制御するシャッター９６と、を備える。
【００２４】
各マスク保持部１６の下方には、基板ＷとマスクＭの相対位置を検知するラインカメラ９７が配置されている。また、各マスクＭの有効露光エリアには、マスクＭと基板Ｗ間のギャップを測定するギャップセンサ（図示せず）が設けられている。
【００２５】
図３〜図７に示すように、マスク保持機構１０は、マスクＭを保持する略矩形状のマスク保持部１６と、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂと、第２駆動機構１２とを備える。一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ、及び第２駆動機構１２は、近接露光装置１の基台８２に固定された略矩形枠状のフレーム１３に配設されている。一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂは、フレーム１３のＹ方向に沿う一辺１３ａに、Ｙ方向に離間して固定されており、マスク保持部１６のＹ方向に延びる一辺１６ａを、該一辺１６ａの中間位置から等間隔離れた位置でそれぞれ支持している。第２駆動機構１２は、フレーム１３のＹ方向に沿う他の一辺１３ｂに固定されており、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂが支持するマスク保持部１６の一辺１６ａと対向する一辺１６ｂの中間位置を支持している。
【００２６】
第１及び第２駆動機構１１Ａ、１１Ｂ、１２は、下面にマスクＭが保持されるマスク保持部１６をフレーム１３の枠内でＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動自在に保持する。尚、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂは、後述するＸ軸モータ２２の取り付け方向が異なる以外は、同一構造を有するので、以下の説明においては、主に第１駆動機構１１Ａについて説明する。
【００２７】
図６も参照して、第１駆動機構１１Ａは、マスク保持部１６をＺ方向に駆動可能な第１のＺ軸モータ２１及びＸ方向に駆動可能なＸ軸モータ２２を有する第１駆動部２０と、マスク保持部１６をＹ方向に案内する第１の案内部である一対のＹ方向のリニアガイド２３とを備える。第１のＺ軸モータ２１は、フレーム１３の一辺１３ａに固定された第１のＺ軸モータ基台２４に、回転軸２５をＺ方向下方に向けて固定されている。回転軸２５には、第１のＺ軸モータ基台２４に回転自在に支持されたねじ軸２８が連結されており、ねじ軸２８に螺合するナット２７と共にボールねじ機構を構成する。
【００２８】
ナット２７には、Ｚ軸方向のリニアガイド２９に案内されてＺ方向に移動可能とされた第１のＺ軸可動台３１が固定されている。これにより、第１のＺ軸モータ２１が回転すると、第１のＺ軸可動台３１がＺ方向に移動する。
【００２９】
第１のＺ軸可動台３１の上部からフレーム１３の内側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部３１ａには、第１の自在継手としての十字継手３４の一方のコの字部材３２ａが固定されている。十字継手３４は、両端に設けられた軸支持部が、互いに直交する方向に組み合わされて配置された一対のコの字部材３２ａ、３２ｂと、各軸支持部に回動自在に嵌合する十字軸３３とから構成される。これにより、他方のコの字部材３２ｂは、一方のコの字部材３２ａに対して、ＸＺ面、及びＹＺ面内で回動自在に連結される。なお、図４では、十字継手３４、及び後述する十字継手６４等を省略して図示している。
【００３０】
十字継手３４の他方のコの字部材３２ｂは、Ｘ軸モータ基台３５に固定されている。Ｘ軸モータ基台３５には、Ｘ軸モータ２２が、第１の傾斜方向、即ち水平面内（ＸＹ面）においてＸ方向に対して所定の角度αだけ傾けられて固定されている（図４参照）。Ｘ軸モータ２２の回転軸に固定されたねじ軸３６にはナット３７が螺合し、このナット３７は第１の案内板３８に固定されている。尚、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの各Ｘ軸モータ２２は、その軸芯の取付け角度αが一対の第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂ間のＸ方向中心線Ｘ（本実施形態では、マスク保持部１６の重心Ｇを通過するＸ方向中心線）に対して線対称に配置されている。
【００３１】
第１の案内板３８の上面と、Ｘ軸モータ基台３５の下面との間には、ガイドレール３９ａ及びスライダ３９ｂからなる第３の案内部としての一対のリニアガイド３９が、ねじ軸３６の軸芯と平行に配設されており、第１の案内板３８を第１の傾斜方向に案内する。
【００３２】
また、第１の案内板３８の下面には、Ｙ方向に延びるガイドレール２３ａ及びスライダ２３ｂからなる第１の案内部としての一対のリニアガイド２３が設けられており、一対のスライダ２３ｂに固定された回転台４１をＹ方向に案内する。回転台４１には、回転軸４１ａが取り付けられ、その回転軸４１ａの周囲に転がり軸受４０を配置して、マスク保持部１６を水平面内で回動自在に支持する回転支持機構４２を構成する。
【００３３】
第２駆動機構１２は、マスク保持部１６をＺ方向に駆動可能な第２のＺ軸モータ５１及びＹ方向に駆動可能なＹ軸モータ５２を有する第２駆動部５０と、マスク保持部１６をＸ方向に案内する第２の案内部であるＸ方向のリニアガイド５３とを備える。
【００３４】
第２のＺ軸モータ５１は、フレーム１３の一辺１３ｂに固定された第２のＺ軸モータ基台５４に、回転軸５５をＺ方向下方に向けて固定されている。回転軸５５には、第２のＺ軸モータ基台５４に回転自在に支持されたねじ軸５８が連結されており、ねじ軸５８に螺合するナット５７と共にボールねじ機構を構成する。
【００３５】
ナット５７には、Ｚ軸方向のリニアガイド５９に案内されてＺ方向に移動可能とされた第２のＺ軸可動台６１が固定されている。これにより、第２のＺ軸モータ５１が回転すると、第２のＺ軸可動台６１がＺ方向に移動する。
【００３６】
Ｚ軸可動台６１の上部からフレーム１３の内側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部６１ａには、第２の自在継手である十字継手６４の一方のコの字部材６２ａが固定されている。十字継手６４は、両端に設けられた軸支持部が、互いに直交する方向に組み合わされて配置された一対のコの字部材６２ａ、６２ｂと、各軸支持部に回動自在に嵌合する十字軸６３とから構成される。これにより、他方のコの字部材６２ｂは、一方のコの字部材６２ａに対して、ＸＺ面、及びＹＺ面内で回動自在に連結される。
【００３７】
十字継手６４の他方のコの字部材６２ｂは、Ｙ軸モータ基台６５に固定されている。Ｙ軸モータ基台６５には、Ｙ軸モータ５２が、第２の傾斜方向、即ち水平面内（ＸＹ面）においてＹ方向に対して所定の角度βだけ傾けられて固定されている（図４参照）。Ｙ軸モータ５２の回転軸に固定されたねじ軸６６にはナット６７が螺合し、このナット６７は第２の案内板６８に固定されている。
【００３８】
第２の案内板６８の上面と、Ｙ軸モータ基台６５の下面との間には、ガイドレール６９ａ及びスライダ６９ｂからなる第４の案内部としての一対のリニアガイド６９が、ねじ軸６６の軸芯と平行に配設されており、第２の案内板６８を第２の傾斜方向に案内する。
【００３９】
また、第２の案内板６８の下面には、Ｘ方向に延びるガイドレール５３ａ及びスライダ５３ｂからなる第２の案内部としての一対のリニアガイド５３が設けられており、一対のスライダ５３ｂに固定された回転台７１をＸ方向に案内する。回転台７１には、回転軸７１ａが取り付けられ、その回転軸７１ａの周囲に転がり軸受７０を配置して、マスク保持部１６を水平面内で回動自在に支持する回転支持機構７２を構成する。
【００４０】
上記したように、マスク保持部１６は、３つの十字継手３４、３４、６４を介してＺ軸可動台３１、３１、６１に支持されているので、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２駆動機構１２の第２のＺ軸モータ５１のいずれかが作動したときに生じるＺ軸可動台３１、３１、６１（フレーム１３）とマスク保持部１６との相対的な傾きが、３つの十字継手３４、３４、６４の回動によって吸収される。
【００４１】
また、マスク保持部１６は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの転がり軸受４０、４０、及び第２駆動機構１２の転がり軸受７０を介してＺ軸可動台３１、３１、６１に支持されているので、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２、及び第２駆動機構１２のＹ軸モータ５２のいずれかが作動したときに生じるフレーム１３とマスク保持部１６との相対的な回転（Ｚ軸周りの回転）θは、３つの転がり軸受４０、４０、７０によって吸収される。
【００４２】
以下、本実施形態のマスク保持機構１０の作用について説明する。一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ、及び第２駆動機構１２は、ラインカメラ９７によって撮像された基板ＷのパターンとマスクＭのマークに基づいて、マスク保持部１６をＸ、Ｙ、θ方向に駆動してマスクＭと基板Ｗとの相対的な位置ズレを補正すると共に、不図示のギャップセンサによって測定されたマスクＭと基板Ｗ間のギャップに基づいて、マスク保持部１６をＺ方向に駆動してマスクＭと基板Ｗとの隙間が所定の均一隙間となるようにギャップ調整を行う。そして、照射部４からの露光用光ＥＬをマスクＭを介して基板Ｗに照射して、マスクＭのパターンを基板Ｗに転写する。また、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ、及び第２駆動機構１２は、マスク保持部１６を基板Ｗに近接した作動位置と、基板Ｗから大きく離間した退避位置との間で移動させる。
【００４３】
（Ｘ方向移動）
マスク保持部１６のＸ方向移動は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２を互いに逆方向に同期回転させることにより行われる。図３及び図４に示すように、２つのＸ軸モータ２２、２２を回転させ、ねじ軸３６に螺合するナット３７を介して第１の案内板３８をＸ軸モータ基台３５の一対のリニアガイド３９でガイドしながら第１の傾斜方向（矢印Ａ方向）に移動させる。
【００４４】
一対のリニアガイド３９がＸ軸に対して角度α傾斜しているので、第１の案内板３８の第１の傾斜方向への移動量のＹ方向成分（第１の案内板３８の第１の傾斜方向移動量×ｓｉｎα）は、第１の案内部２３のガイドレール２３ａとスライダ２３ｂとの相対移動によって吸収される。従って、回転台４１、即ちマスク保持部１６がＹ方向に移動することはない。
【００４５】
一方、第１の案内板３８の第１の傾斜方向への移動量のＸ方向成分（第１の案内板３８の第１の傾斜方向移動量×ｃｏｓα）は、第１の案内部２３の案内方向（Ｙ方向）と直交しているので、移動量のＸ方向成分は回転台４１を介してマスク保持部１６に伝達され、マスク保持部１６をＸ方向に移動させる。このとき、第２駆動機構１２の第２の案内部５３は、ガイドレール５３ａとスライダ５３ｂとが相対移動してマスク保持部１６のＸ方向移動を許容する。
【００４６】
上記したように、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２を、２つの第１の案内板３８、３８の第１の傾斜方向への移動量のＸ方向成分が同じ長さとなるように同期回転させることにより、マスク保持部１６が回転（θ方向）することなくＸ方向に水平移動する。
【００４７】
また、一対のリニアガイド３９がＸ軸に対して角度α傾斜しているので、第１の案内板３８の第１の傾斜方向への移動量のｃｏｓαがマスク保持部１６のＸ方向移動量となり、これは第１の案内板３８の第１の傾斜方向移動量より小さい。即ち、第１の傾斜方向への第１の案内板３８の大きな移動量は、マスク保持部１６の小さなＸ方向移動量に変換される。従って、第１の案内板３８をＸ軸に対して角度αだけ傾けた方向に駆動することにより、第１の案内部２３が変位縮小機構として作用する。これにより、マスク保持部１６のＸ方向移動を高精度で制御することが可能となる。
【００４８】
（θ方向回転）
マスク保持部１６のθ方向回転は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２を異なる回転数で回転させることにより行われる。図３及び図４に示すように、例えば、第１駆動機構１１ＡのＸ軸モータ２２の回転数が、第１駆動機構１１ＢのＸ軸モータ２２の回転数より多く回転すると、第１駆動機構１１Ａの回転台４１のＸ方向移動量（Ｘ１）は、第１駆動機構１１Ｂの回転台４１のＸ方向移動量（Ｘ２）より大きくなり、マスク保持部１６は反時計方向に回動する。また、第１駆動機構１１ＡのＸ軸モータ２２の回転数が、第１駆動機構１１ＢのＸ軸モータ２２の回転数より少ないと、マスク保持部１６は時計方向に回動する。
【００４９】
このとき、フレーム１３に固定されている一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ及び第２駆動機構１２と、マスク保持部１６との相対回転（θ）は、回転台４１、４１、７１とマスク保持部１６との接合部に配置されている回転支持機構４２，４２，７２によって吸収される。また、マスク保持部１６のθ方向回転によって、マスク保持部１６がフレーム１３に対してＸＹ方向に相対移動する場合があるが（マスク保持部１６がθ方向回転しつつ、ＸＹ方向に移動）、このＸＹ方向移動は、第１の案内部２３及び第２の案内部５３によって吸収される。
【００５０】
（Ｙ方向移動）
マスク保持部１６のＹ方向移動は、第２駆動機構１２のＹ軸モータ５２を回転させることにより行われる。図３及び図４に示すように、Ｙ軸モータ５２を回転させて、ねじ軸６６に螺合するナット６７を介して第２の案内板６８をＹ軸モータ基台６５の第４の案内部６９でガイドしながら第２の傾斜方向（矢印Ｂ方向）に移動させる。
【００５１】
第４の案内部６９は、Ｙ軸に対して角度β傾斜しているので、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への移動量のＸ方向成分（第２の案内板６８の第２の傾斜方向移動量×ｓｉｎβ）は、リニアガイド５３のガイドレール５３ａとスライダ５３ｂとの相対移動によって吸収される。従って、回転台７１、即ちマスク保持部１６がＸ方向に移動することはない。
【００５２】
一方、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への移動量のＹ方向成分（第２の案内板６８の第２の傾斜方向移動量×ｃｏｓβ）は、第２の案内部５３の案内方向（Ｘ方向）と直交しているので、回転台７１を介してマスク保持部１６に伝達され、マスク保持部１６をＹ方向に移動させる。このとき、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの一対のリニアガイド２３は、ガイドレール２３ａとスライダ２３ｂとが相対移動してマスク保持部１６のＹ方向移動を許容する。
【００５３】
また、第４の案内部６９がＹ軸に対して角度β傾斜しているので、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への移動量のｃｏｓβがマスク保持部１６のＹ方向移動量となり、これは第２の案内板６８の第２の傾斜方向移動量より小さい。即ち、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への大きな移動量が、マスク保持部１６の小さなＹ方向移動量に変換される。従って、第２の案内板６８をＹ軸に対して角度βだけ傾けた方向に駆動することにより、第２の案内部５３が変位縮小機構として作用する。これにより、マスク保持部１６のＹ方向移動を高精度で制御することが可能となる。
【００５４】
（Ｚ方向移動）
マスク保持部１６のＺ方向移動は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２駆動機構１２の第２のＺ軸モータ５１を回転させることにより行われる。図５に示すように、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を回転させて、ねじ軸２８、２８、５８に螺合するナット２７、２７、５７を介して第１のＺ軸可動台３１、３１、及び第２のＺ軸可動台６１をＺ方向に移動させる。このＺ方向移動は、十字継手３４、３４、６４、第１の案内部としての一対のリニアガイド２３、２３、及び第２の案内部としての一対のリニアガイド５３、回転支持機構４２、７２を介してマスク保持部１６に伝達されてマスク保持部１６がＺ方向に移動する。
【００５５】
（マスクの作動位置と退避位置間の移動）
第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１の回転数を多く回転させることによって、マスク保持部１６はＺ方向に大きく移動し、基板Ｗに近接した作動位置と、基板Ｗから離間した退避位置との間で移動が可能となる。このとき、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を同期回転させることによって、マスク保持部１６を水平状態に維持した状態でＺ方向に大きく移動させることができ、マスクＭの交換などのメンテナンス作業が容易となる。
【００５６】
（マスクと基板のギャップ調整）
マスクＭと基板Ｗのギャップ調整は、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を微小回転させることにより行われる。即ち、基板ＷとマスクＭが既に平行状態にあるときには、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を同期させながら僅かに回転させることによって、マスク保持部１６を水平状態に維持した状態で基板Ｗに接近、または離間させて所定の隙間となるようにギャップ調整を行う。尚、マスクＭと基板Ｗ間の隙間は、不図示のギャップセンサによって測定され、この測定値に基づいて第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１の回転が制御される。
【００５７】
基板ＷとマスクＭが平行でない場合、第１のＺ軸モータ２１、２１と第２のＺ軸モータ５１の内、任意のモータを他のモータより多く、または少なく回転させることにより、マスク保持部１６の傾きを基板Ｗと平行となるように調整する（チルト補正）。このとき、ＸＺ及びＹＺ面内におけるマスク保持部１６のフレーム１３に対する傾きは、３つの十字継手３４、３４、６４の自由な回動によって許容される。
【００５８】
また、フレーム１３に対するマスク保持部１６の傾き（ＸＺ及びＹＺ面内）が変わると、第１及び第２駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，１２間の上面視におけるスパン変化量が変化する。例えば、第１のＺ軸モータ２１、２１によるＺ方向移動量に対して、第２のＺ軸モータ５１によるＺ方向移動量（図５において上方移動）が多い場合、図５に示すように、マスク保持部１６は、ＸＺ平面内で一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ側（厳密には十字継手３４の十字軸３３の軸芯）を中心として回動し、角度γだけ傾斜する。このときの第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂと第２駆動機構１２との間の上面視におけるスパンは、第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂと第２駆動機構１２との間の長さをＣとすると、Ｃ×ｃｏｓγと短くなる。マスク保持部１６が傾斜する前後での第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂと第２駆動機構１２との間のスパン変化量（Ｃ（１−ｃｏｓγ））は、第２の案内部としてのリニアガイド５３のガイドレール５３ａとスライダ５３ｂがＸ方向に相対移動することにより吸収される。
【００５９】
同様に、マスク保持部１６がＹＺ平面内で水平状態から角度γ傾斜したとき（図７参照）、例えば、第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂ間の上面視におけるスパンは、第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂ間の長さをＤとすると、Ｄ×ｃｏｓγと短くなる。このチルトによるマスク保持部１６の第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂ間のスパン変化量（Ｄ（１−ｃｏｓγ））は、各第１の案内部としてのリニアガイド２３のガイドレール２３ａとスライダ２３ｂがＹ方向に相対移動することにより吸収される。
【００６０】
上記したように、本実施形態のマスク保持機構１０によれば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびθ方向駆動が統合された機構である一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ、及び第２駆動機構１２を用いることによって、マスク保持部１６をＸ、Ｙ及びθ駆動した際のマスク保持部１６の移動量、並びにチルト駆動した際の各駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，１２間の上面視におけるスパン変化量を第１及び第２案内部としてのリニアガイド２３，５３によって吸収することができる。これにより、マスク保持部１６の駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，１２を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。
【００６１】
図８は、変形例のマスク保持機構の図５相当の断面図である。この変形例では、各張り出し部３１ａ，６１ａは、Ｚ軸可動台３１、６１の下部からフレーム１３の内側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成されている。そして、張り出し部３１ａ、６１ａ上には、下方から順に十字継手３４、６４、Ｘ軸モータ基台３５及びＹ軸モータ基台６５、第３及び第４の案内部としてのリニアガイド３９、６９、第１及び第２の案内板３８、６８、第１及び第２の案内部としてのリニアガイド２３、５３、回転台４１、７１が配置され、マスク保持部１６を上方から支持している。これにより、図５に示す配置例と比較して、マスク保持機構１０の高さ方向寸法を小さくしてコンパクトにすることができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態に係るマスク保持機構を示す斜視図である。なお、本実施形態では、第２駆動機構が第１実施形態のものと異なるのみであるため、それ以外の部分については、第１実施形態のものと同一または相当符号を付して説明を省略する。
【００６３】
本実施形態におけるマスク保持機構１０Ａの第２駆動機構１２は、第２駆動部としての、マスク保持部１６をＺ方向に駆動可能なＺ軸駆動機構１０１とマスク保持部１６をＹ方向に駆動可能なＹ軸駆動機構１０２とが分離して構成されている。Ｚ軸駆動機構１０１は、フレーム１３の一辺１３ｂに固定され、第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂが支持するマスク保持部１６の一辺１６ａと対向する一辺１６ｂ（Ｙ方向に延びる一辺）の中間位置を支持する。また、Ｙ軸駆動機構１０２は、フレーム１３の一辺１３ｂと直交する一辺１３ｃに固定され、第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂが支持するマスク保持部の一辺１６ａと直交する一辺１６ｃ（Ｘ方向に延びる一辺）の中間位置を支持する。このため、第２の案内部は、Ｚ軸駆動機構１０１に設けられたＺ軸側案内部としてのリニアガイド５３ａと、Ｙ軸駆動機構１０２に設けられたＹ軸側案内部としてのリニアガイド５３ｂと、を有する。
【００６４】
Ｚ軸駆動機構１０１は、第２のＺ軸モータ５１が、フレーム１３の一辺１５に設けられた第２のＺ軸モータ基台５４に固定されている。第２のＺ軸モータ５１は、第１実施形態のマスク保持機構１０と同様のボールねじ機構（図示せず）を備え、該ボールねじ機構のナットが、Ｚ軸可動台６１に連結される。Ｚ軸可動台６１は、第２の自在継手である十字継手６４を介してリニアガイド５３ａのスライダ５３ａ１が取り付けられたＸ軸基台１０３に連結されており、Ｘ軸基台１０３は、Ｚ軸可動台６１に対して回動自在に支持される。
【００６５】
回転台７１の上面には、リニアガイド５３ａのガイドレール５３ａ２が取り付けられ、Ｘ軸基台１０３と回転台７１との間に、回転台７１をＸ方向に案内するリニアガイド５３ａが構成されている。また、回転台７１と、マスク保持部１６から水平方向に延設されたＬ型ブランク１０６の上面との間には、マスク保持部１６の回転を許容するように転がり軸受（図示せず）が配置され、第１実施形態と同様の回転支持機構（図示せず）を構成する。これにより、第２のＺ軸モータ５１が回転すると、マスク保持部１６はＺ方向に移動する。また、マスク保持部１６のＸ方向移動はリニアガイド５３ａによって吸収されると共に、マスク保持部１６の回転は回転支持機構によって吸収され、マスク保持部１６のチルトは十字継手６４によって許容される。
【００６６】
一方、Ｙ軸駆動機構１０２では、フレーム１３の一辺１３ｃからフレーム１３の内側に向けて延設されたＬ型ブランク１０８には、Ｙ軸モータ基台６５が取り付けられ、Ｙ軸モータ基台６５には、Ｙ軸に対して角度β傾斜してＹ軸モータ５２が固定されている。Ｙ軸モータ５２によって回転駆動されるボールねじ機構のねじ軸６６には、第２の案内板６８に固定されたナット６７が螺合する。第２の案内板６８には、Ｘ方向に案内するリニアガイド５３ｂを介して相手部材としてのＹ軸可動台１０９が配置されている。Ｙ軸可動台１０９の側面に設けられたＹ軸側自在継手としての十字継手１１０は、Ｚ方向に延びる案内装置としてのリニアガイド１１１を介してマスク保持部１６の一辺１６ｃに連結するＺ軸基台１１２に固定されている。
【００６７】
本実施形態のマスク保持機構１０Ａは、第２駆動機構が、Ｚ軸駆動機構１０１及びＹ軸駆動機構１０２に分割されており、図３に示す第１実施形態のマスク保持機構１０では、マスク保持部１６のＹ方向に延びる一辺１６ｂをＹ方向に駆動しているのに対して、本実施形態のマスク保持機構１０Ａは、マスク保持部１６のＸ方向に延びる一辺１６ｃをＹ方向に駆動する。これにより、マスク保持部１６のＸ方向中心近傍、換言すれば、マスク保持部１６の重心Ｇの延長線上で駆動することができる。
【００６８】
従って、大型、且つ重量の大きなマスク保持部１６の場合、マスク保持部１６の重心Ｇから離れ、Ｙ方向に延びる一辺をＹ方向駆動すると（図３参照）、マスク保持部１６が歪む（平行四辺形に変形）可能性があるのに対して、本実施形態のマスク保持機構１０Ａによれば、マスク保持部１６に歪を生じさせることなくＹ方向に駆動することができる。また、第１実施形態と同様、一対の第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂは、マスク保持部のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を統合した機構で行うことができるので、マスク保持部の駆動機構を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のマスク保持機構１０と同様である。
【００６９】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係るマスク保持機構を示す斜視図、図１１は第１駆動機構の拡大断面図である。なお、本実施形態では、第１駆動機構及び第２駆動機構は、第１実施形態と同様の機能を有する各構成部品を備える一方、各構成部品は配置において第１実施形態のものと異なっている。このため、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一または相当符号を付して説明を簡略化または省略する。
【００７０】
図１０及び図１１に示すように、本実施形態のマスク保持機構１０Ｂは、マスクＭを保持する略矩形状のマスク保持部１６と、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂと、第２駆動機構１２とを備える。
【００７１】
マスク保持機構１０Ｂの第１駆動機構１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、マスク保持部１６をＺ方向に駆動可能な第１のＺ軸モータ２１及びＸ方向に駆動可能なＸ軸モータ２２を有する第１駆動部２０と、マスク保持部１６をＹ方向に案内する第１の案内部である一対のＹ方向のリニアガイド２３とを備える。フレーム１３の一辺１３ａの上面に固定されたＸ軸モータ基台３５には、Ｘ軸モータ２２が、第１実施形態と同様に、第１の傾斜方向、即ち水平面内（ＸＹ面）においてＸ方向に対して所定の角度αだけ傾けられて固定されている（図４参照）。Ｘ軸モータ２２の回転軸に固定されたねじ軸３６にはナット３７が螺合し、このナット３７は第１の案内板３８に固定されている。尚、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの各Ｘ軸モータ２２は、その軸芯の取付け角度αが一対の第１駆動機構１１Ａ，１１Ｂ間のＸ方向中心線Ｘ（本実施形態では、マスク保持部１６の重心Ｇを通過するＸ方向中心線）に対して線対称に配置されている（図４参照）。
【００７２】
第１の案内板３８の下面と、Ｘ軸モータ基台３５の上面との間には、ガイドレール３９ａ及びスライダ３９ｂからなる第３の案内部としての一対のリニアガイド３９が、ねじ軸３６の軸芯と平行に配設されており、第１の案内板３８を第１の傾斜方向に案内する。
【００７３】
また、第１の案内板３８の上面には、Ｙ方向に延びるガイドレール２３ａ及びスライダ２３ｂからなる第１の案内部としての一対のリニアガイド２３が設けられており、一対のスライダ２３ｂに固定された回転台４１をＹ方向に案内する。回転台４１には、回転軸４１ａが取り付けられ、その回転軸４１ａの周囲に配置された転がり軸受４０を介して第１の連結板４３を水平面内で回動自在に支持する回転支持機構４２が構成される。
【００７４】
第１の連結板４３からフレーム１３の内側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部４３ａの下面には、第１の自在継手としての十字継手３４の一方のコの字部材３２ａが固定されている。十字継手３４は、両端に設けられた軸支持部が、互いに直交する方向に組み合わされて配置された一対のコの字部材３２ａ、３２ｂと、各軸支持部に回動自在に嵌合する十字軸３３とから構成される。これにより、他方のコの字部材３２ｂは、一方のコの字部材３２ａに対して、ＸＺ面、及びＹＺ面内で回動自在に連結される。十字継手３４の他方のコの字部材３２ｂは、第１のＺ軸モータ基台２４からフレーム１３の外側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部２４ａに固定されている。
【００７５】
第１のＺ軸モータ２１は、Ｚ軸モータ基台２４に回転軸２５をＺ方向下方に向けて固定されている。回転軸２５には、Ｚ軸モータ基台２４に回転自在に支持されたねじ軸２８が連結されており、ねじ軸２８に螺合するナット２７と共にボールねじ機構を構成する。
【００７６】
ナット２７には、Ｚ軸方向のリニアガイド２９に案内されてＺ方向に移動可能とされた第１のＺ軸可動台３１が固定されている。これにより、第１のＺ軸モータ２１が回転すると、第１のＺ軸可動台３１がＺ方向に移動する。
【００７７】
第２駆動機構１２は、マスク保持部１６をＺ方向に駆動可能な第２のＺ軸モータ５１及びＹ方向に駆動可能なＹ軸モータ５２を有する第２駆動部５０と、マスク保持部１６をＸ方向に案内する第２の案内部である一対のＹ方向のリニアガイド５３とを備える。フレーム１３の一辺１３ｂに固定されたＹ軸モータ基台６５には、Ｙ軸モータ５２が、第１実施形態と同様、第２の傾斜方向、即ち水平面内（ＸＹ面）においてＹ方向に対して所定の角度βだけ傾けられて固定されている（図４参照）。Ｙ軸モータ５２の回転軸に固定されたねじ軸６６にはナット６７が螺合し、このナット６７は第２の案内板６８に固定されている。
【００７８】
第２の案内板６８の下面と、Ｙ軸モータ基台６５の上面との間には、第４の案内部としての一対のリニアガイド６９が、ねじ軸６６の軸芯と平行に配設されており、第２の案内板６８を第２の傾斜方向に案内する。
【００７９】
また、第２の案内板６８の上面には、Ｘ方向に延びるガイドレール５３ａ及びスライダ５３ｂからなる第２の案内部としての一対のリニアガイド５３が設けられており、一対のスライダ５３ｂに固定された回転台７１をＸ方向に案内する。回転台７１は、回転軸７１ａ、転がり軸受７０からなる回転支持機構７２によって第２の連結板７３を水平面内で回動自在に支持する。
【００８０】
第２の連結板７３からフレーム１３の内側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部７３ａの下面には、第２の自在継手としての十字継手６４の一端側が固定されている。十字継手６４の他端側は、Ｚ軸モータ基台５４からフレーム１３の外側（Ｘ方向）に向かって張り出して形成された張り出し部５４ａに固定されている。第２のＺ軸モータ５１の回転軸５５には、螺合するナット５７と共にボールねじ機構を構成するねじ軸５８が連結されている。
【００８１】
ナット５７には、Ｚ軸方向のリニアガイド５９に案内されてＺ方向に移動可能とされた第２のＺ軸可動台６１が固定されている。これにより、第２のＺ軸モータ５１が回転すると、第２のＺ軸可動台６１がＺ方向に移動する。
【００８２】
また、図１２（ａ）及び（ｂ）も参照して、マスク保持部１６のＹ方向に延びる一辺１６ｂの外側面（フレーム１３に対向する面）の両端には、それぞれ基準ブロック４４ａ、４４ｂが固定されている。また、フレーム１３の内面には、基準ブロック４４ａに対向して変位計４５ａが取り付けられ、基準ブロック４４ｂに対向して一対の変位計４５ｂ，４５ｃがＺ方向に離間して取り付けられている。また、マスク保持部１６のＸ方向に延びる一辺１６ｃの外側面の一端には、基準ブロック４４ｃが固定されている。フレーム１３の内面には、基準ブロック４４ｃに対向して一対の変位計４５ｄ，４５ｅがＺ方向に離間して取り付けられている。
【００８３】
変位計４５ａ〜４５ｅは、基準ブロック４４ａ〜４４ｃの位置（距離）を検出するものであり、例えば、非接触式光学変位計や接触式光学変位計などで構成される。
【００８４】
以下、本実施形態のマスク保持機構１０Ｂの作用について説明する。マスクＭのパターンを基板Ｗに転写する際、マスクＭと基板Ｗとの相対的な位置ズレ補正、及びギャップ調整が行われる。
【００８５】
図１０及び図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、フレーム１３の内面に取り付けられた各変位計４５ａ〜４５ｅは、それぞれ対向してマスク保持部１６に固定されている基準ブロック４４ａ〜４４ｃの位置を測定し、測定された位置データを制御装置５（図１参照）に伝達する。制御装置５の記憶部には、適正なマスク位置（露光に最適なマスク位置）が記憶されており、制御装置５は、各変位計４５ａ〜４５ｅで測定されたマスク位置と、記憶された適正なマスク位置とを比較してフィードバック制御を行い、マスク保持機構１０Ｂの各作動部（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モータ）を作動させてマスク保持部１６を適正位置に位置させ、マスクＭと基板Ｗとの相対的な位置ズレを補正すると共に、ギャップ調整を行う。変位計４５により３点の基準ブロック４４ａ〜４４ｃを測定することにより、マスク保持部１６、即ち、マスクＭの平面が認識され、２点の基準ブロック４４ａ，４４ｂを測定することにより、フレーム１３に対するマスク保持部１６の角度θが認識される。
なお、これらの基準ブロック４４ａ〜４４ｃ及び変位計４５ａ〜４５ｅは、他の実施形態にも適用可能である。
【００８６】
以下に、本実施形態のマスク保持機構１０Ｂの作用について説明する。
【００８７】
マスク保持部１６のＸ方向移動は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２を互いに逆方向に同期回転させることにより行われる。２つのＸ軸モータ２２、２２を回転させて第１の案内板３８を一対のリニアガイド３９でガイドしながら、第１の傾斜方向に移動させると、第１の案内板３８の第１の傾斜方向への移動量のＹ方向成分は、第１の案内部２３の相対移動によって吸収される。一方、第１の傾斜方向への移動量のＸ方向成分は、回転台４１を介して第１の連結板４３に伝達され、十字継手３４、Ｚ軸モータ基台２４を介して第１のＺ軸モータ２１をＸ方向に移動させる。これにより、第１のＺ軸モータ２１に連結するマスク保持部１６がＸ方向に移動する。このとき、第２駆動機構１２の第２の案内部５３は、マスク保持部１６のＸ方向移動を許容する。
【００８８】
マスク保持部１６のθ方向回転は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２を異なる回転数で回転させることにより行われる。例えば、第１駆動機構１１ＡのＸ軸モータ２２の回転数が、第１駆動機構１１ＢのＸ軸モータ２２の回転数より多く回転すると、第１駆動機構１１Ａの回転台４１のＸ方向移動量（Ｘ１）は、第１駆動機構１１Ｂの回転台４１のＸ方向移動量（Ｘ２）より大きくなり、マスク保持部１６は反時計方向に回動する。また、第１駆動機構１１ＡのＸ軸モータ２２の回転数が、第１駆動機構１１ＢのＸ軸モータ２２の回転数より少ないと、マスク保持部１６は時計方向に回動する。
【００８９】
このとき、フレーム１３に固定されている一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ及び第２駆動機構１２と、マスク保持部１６との相対回転（θ）は、回転支持機構４２，４２，７２によって吸収される。また、マスク保持部１６のθ方向回転によって、マスク保持部１６がフレーム１３に対してＸＹ方向に相対移動する場合があるが、このＸＹ方向移動は、第１の案内部２３及び第２の案内部５３によって吸収される。
【００９０】
マスク保持部１６のＹ方向移動は、第２駆動機構１２のＹ軸モータ５２を回転させることにより行われる。Ｙ軸モータ５２を回転させて第２の案内板６８を第４の案内部６９でガイドしながら第２の傾斜方向に移動させると、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への移動量のＸ方向成分は、リニアガイド５３の相対移動によって吸収される。一方、第２の案内板６８の第２の傾斜方向への移動量のＹ方向成分は、回転台７１を介して第２の連結板７３に伝達され、十字継手６４、Ｚ軸モータ基台５４を介して第２のＺ軸モータ５１をＹ方向に移動させる。これにより、第２のＺ軸モータ５１に連結するマスク保持部１６がＹ方向に移動する。このとき、第１駆動機構１１の第１の案内部２３は、マスク保持部１６のＹ方向移動を許容する。
【００９１】
マスク保持部１６のＺ方向移動は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２駆動機構１２の第２のＺ軸モータ５１を回転させることにより行われる。図１０及び図１１に示すように、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を回転させて、ねじ軸２８、２８、５８に螺合するナット２７、２７、５７を介して第１のＺ軸可動台３１、３１、及び第２のＺ軸可動台６１をＺ方向に移動させる。これにより、第１、及び第２のＺ軸可動台３１、３１、６１に固定されているマスク保持部１６がＺ方向に移動する。
【００９２】
マスクの作動位置と退避位置間の移動は、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１の回転数を多く回転させることによって、マスク保持部１６はＺ方向に大きく移動し、基板Ｗに近接した作動位置と、基板Ｗから離間した退避位置との間で移動させることで行われる。
【００９３】
マスクＭと基板Ｗのギャップ調整は、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を微小回転させることにより行われる。即ち、基板ＷとマスクＭが既に平行状態にあるときには、第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２のＺ軸モータ５１を同期させながら僅かに回転させてマスク保持部１６を水平状態に維持した状態で基板Ｗに接近、または離間させて所定の隙間となるようにギャップ調整を行う。また、基板ＷとマスクＭが平行でない場合には、第１のＺ軸モータ２１、２１と第２のＺ軸モータ５１の内、任意のモータを他のモータより多く、または少なく回転させることにより、マスク保持部１６の傾きを基板Ｗと平行となるように調整する（チルト補正）。
【００９４】
このとき、ＸＺ及びＹＺ面内におけるマスク保持部１６のフレーム１３に対する傾きは、３つの十字継手３４、３４、６４の自由な回動によって許容される。また、フレーム１３に対するマスク保持部１６の傾き（ＸＺ及びＹＺ面内）が変わることによる、第１及び第２駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，１２間の上面視におけるスパン変化量は、各第１の案内部としてのリニアガイド２３がＹ方向に相対移動することにより、また第２の案内部としてのリニアガイド５３がＸ方向に相対移動することにより吸収される。
【００９５】
このように、本実施形態においても、マスク保持部１６は、３つの十字継手３４、３４、６４を介して第１及び第２の連結板４３、７３に支持されているので、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの第１のＺ軸モータ２１、２１、及び第２駆動機構１２の第２のＺ軸モータ５１のいずれかが作動したときに生じるフレーム１３とマスク保持部１６との相対的な傾きが、３つの十字継手３４、３４、６４の回動によって吸収される。
【００９６】
また、マスク保持部１６は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの転がり軸受４０、４０、及び第２駆動機構１２の転がり軸受７０を介してＸ軸モータ基台３５及びＹ軸モータ基台６５に支持されているので、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２、２２、及び第２駆動機構１２のＹ軸モータ５２のいずれかが作動したときに生じるフレーム１３とマスク保持部１６との相対的な回転（Ｚ軸周りの回転）θは、３つの転がり軸受４０、４０、７０によって吸収される。
【００９７】
また、本実施形態においては、Ｘ軸モータ基台３５、第１の案内板３８、回転台４１、回転支持機構４２、及びリニアガイド２３、３９や、Ｙ軸モータ基台６５、第２の案内板６８、回転台７１、回転支持機構７２、及びリニアガイド５３，６９が、フレーム１３の内側（Ｘ方向）に突出することなくフレーム１３の上面に配設されている。換言すれば、フレーム１３の内側には、マスク保持部１６と共に、第１のＺ軸モータ基台２４、第１のＺ軸モータ２１、及び第１のＺ軸可動台３１及び、第２のＺ軸モータ基台５４、第２のＺ軸モータ５１、及び第２のＺ軸可動台６１のみが配置されているので、マスク保持機構１０Ｂを大型化することなく、マスク保持部１６内のスペースを大きく確保することができる。
その他の構成及び作用は、第１実施形態のマスク保持機構１０と同様である。
【００９８】
（第４実施形態）
図１３は本発明の第４実施形態に係るマスク保持機構の斜視図、図１４はマスク保持機構の平面図、図１５はマスク保持機構の側面図、図１６はマスク保持機構の正面図、図１７（ａ）は図１３における駆動機構の要部平面図、（ｂ）はその正面図、及び（ｃ）はその側面図である。なお、本実施形態では、Ｘ軸モータ、及びＹ軸モータの構成が第３実施形態のものと異なるのみであるため、第３実施形態と同一または同等部分については、同一または相当符号を付して説明を簡略化または省略する。
【００９９】
図１３から図１７に示すように、本実施形態のマスク保持機構１０Ｃは、マスクＭを保持する略矩形状のマスク保持部１６と、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂと、第２駆動機構１２とを備える。
【０１００】
マスク保持機構１０Ｃの第１駆動機構１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、フレーム１３の一辺１３ａの上面に固定されたＸ軸モータ基台４７（図１７参照）を備え、Ｘ軸モータ基台４７には、Ｘ方向に延びるガイドレール４６ａ及びスライダ４６ｂからなる第３の案内部としての一対のリニアガイド４６が設けられている。一対のリニアガイド４６のスライダ４６ｂは、第１の案内板３８の下面に固定されて、第１の案内板３８をＸ方向に案内する。
【０１０１】
図１７に示すように、Ｘ軸モータ基台４７の上面と、第１の案内板３８の下面には、それぞれ対向して固定子４８及び可動子４９が配設されており、これによりＸ軸モータ２２Ａが平面モータとして構成されている。Ｘ軸モータ２２Ａは、リニアガイド４６によってＸ方向に案内される第１の案内板３８をＸ方向に駆動する。
【０１０２】
第１の案内板３８の上面と、回転支持機構４２によって第１の連結板４３に対して回動自在に連結された回転台４１（図１１参照）の下面との間には、ガイドレール２３ａ及びスライダ２３ｂからなる第１の案内部としての一対のリニアガイド２３が配設されており、第１の案内板３８に対して回転台４１、即ち、第１の連結板４３をＹ方向に案内する。なお、リニアガイド２３とリニアガイド４６との配置位置は、上下逆であってもよく、また、固定子４８と可動子４９が逆に配置されてもよい。
【０１０３】
マスク保持機構１０Ｃの第２駆動機構１２は、フレーム１３の一辺１３ｂの上面に固定されたＹ軸モータ基台７７を備え、Ｙ軸モータ基台７７には、Ｙ方向に延びるガイドレール７６ａ及びスライダ７６ｂからなる第４の案内部としての一対のリニアガイド７６が設けられている。一対のリニアガイド７６のスライダ７６ｂは、第２の案内板６８の下面に固定されて、第２の案内板６８をＹ方向に案内する。
【０１０４】
Ｙ軸モータ基台７７の上面と、第２の案内板６８の下面には、それぞれ対向して固定子４８及び可動子４９が配設されており、これによりＹ軸モータ５２Ａが平面モータとして構成されている。Ｙ軸モータ５２Ａは、リニアガイド７６によってＹ方向に案内される第２の案内板６８をＹ方向に駆動する。
【０１０５】
第２の案内板６８の上面と、回転支持機構７２によって第２の連結板７３に対して回動自在に連結された回転台７１の下面との間には、ガイドレール５３ａ及びスライダ５３ｂからなる第２の案内部としての一対のリニアガイド５３が配設されており、第２の案内板６８に対して回転台７１、即ち、第２の連結板７３をＸ方向に案内する。なお、リニアガイド５３とリニアガイド７６との配置位置は、上下逆であってもよく、その場合には、リニアガイド７６が配置される側にＹ軸モータ５２Ａも配置される。
【０１０６】
第１駆動機構１１の第１の連結板４３とマスク保持部１６とを連結する構造、及び第２駆動機構１２の第２の連結板７３とマスク保持部１６とを連結する構造は、第３実施形態のマスク保持機構１０Ｂと同様であるので、説明を省略する。
【０１０７】
なお、Ｙ軸モータ５２Ａは、第１駆動機構１１の第１の案内板３８の上面と、回転台４１の下面とに、それぞれ対向して固定子４８及び可動子４９を配設することで、第１駆動機構１１側に配置するようにしてもよい。
【０１０８】
マスク保持部１６のＸ方向移動は、Ｘ軸モータ２２Ａにより行われる。Ｘ軸モータ２２Ａが作動すると、一対のリニアガイド４６によってＸ方向に案内される第１の案内板３８がＸ方向に移動し、この動きは、第１の案内部２３、回転台４１、第１の連結板４３、十字継手３４、Ｚ軸モータ基台２４、及び第１のＺ軸モータ２１を介してマスク保持部１６に伝達されて、マスク保持部１６がＸ方向に移動する。このとき、第２駆動機構１２の第２の案内部５３は、マスク保持部１６のＸ方向移動を許容する。
【０１０９】
マスク保持部１６のＹ方向移動は、Ｙ軸モータ５２Ａにより行われる。Ｙ軸モータ５２Ａが作動すると、一対のリニアガイド７６によってＹ方向に案内される第２の案内板６８がＹ方向に移動し、この動きは、第２の案内部５３、回転台７１、第２の連結板７３、十字継手６４、Ｚ軸モータ基台５４、及び第２のＺ軸モータ５１を介してマスク保持部１６に伝達されて、マスク保持部１６がＹ方向に移動する。このとき、第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂの第１の案内部２３は、マスク保持部１６のＹ方向移動を許容する。
【０１１０】
マスク保持部１６のθ方向回転は、一対の第１駆動機構１１Ａ、１１ＢのＸ軸モータ２２Ａ、２２Ａを異なる回転数で回転させ、一対の第１の案内板３８，３８を異なる移動距離だけ駆動することにより行われる。例えば、第１駆動機構１１（１１Ａ、１１Ｂ）のＸ軸モータ２２Ａ、２２Ａによって、第１駆動機構１１Ａの第１の案内板３８のＸ方向移動量を、第１駆動機構１１Ｂの第１の案内板３８のＸ方向移動量より大きく駆動すると、マスク保持部１６は反時計方向に回動する。
【０１１１】
このとき、フレーム１３に固定されている一対の第１駆動機構１１Ａ、１１Ｂ及び第２駆動機構１２と、マスク保持部１６との相対回転（θ）は、回転支持機構４２，４２，７２によって吸収される。また、マスク保持部１６のθ方向回転によって、マスク保持部１６がフレーム１３に対してＸＹ方向に相対移動する場合があるが、このＸＹ方向移動は、各平面リニアモータ（Ｘ軸モータ２２Ａ、２２Ａ、Ｙ軸モータ５２Ａ）の位置制御により吸収される。また、Ｚ方向移動により生じるＸＹ方向移動は、各平面リニアモータの位置制御により吸収される。
【０１１２】
マスク保持部１６のＺ方向移動、マスクの作動位置と退避位置間の移動、及びマスクＭと基板Ｗのギャップ調整は、第３実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１３】
上記したように、本実施形態のマスク保持機構１０Ｃによれば、第１駆動部２０が、Ｘ軸モータ基台４７に対してＸ方向に駆動される第１の案内板３８と、第１の案内板３８をＸ方向に案内する第３の案内部４６と、第１の案内部２３によってＹ方向に案内される第１の連結板４３と、を備え、第２駆動部５０は、Ｙ軸モータ基台７７に対してＹ方向に駆動される第２の案内板６８と、第２の案内板６８をＹ方向に案内する第４の案内部７６と、第２の案内部５３によってＸ方向に案内される第２の連結板７３と、を備える。更に、第１駆動機構１１は、Ｘ軸モータ基台４７及び第１の案内板３８の対向面に対向配置された固定子４８及び可動子４９から構成されたＸ軸モータ２２Ａを備え、第２駆動機構１２は、Ｙ軸モータ基台７７及び第２の案内板６８の対向面に対向配置された固定子４８及び可動子４９から構成されたＹ軸モータ５２Ａと、を備えるので、マスク保持部１６の駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，１２を小型化すると共に、軽量化して、応答性を向上させることができる。
【０１１４】
また、Ｘ軸モータ基台４７及びＹ軸モータ基台７７は、フレーム１３の上面に配置され、第１及び第２のＺ軸可動台３１、６１が、マスク保持部１６に固定されるので、マスク保持機構１０を大型化することなく、マスク保持部１６内のスペースを確保すると共に、統合した機構におけるＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向駆動、及びチルト駆動を円滑に行うことができる。
その他の構成及び作用は、第３実施形態のマスク保持機構１０Ｂと同様である。
【０１１５】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。上記の説明においては、近接スキャン露光装置のマスク保持機構について説明したが、これに限定されず、位置合わせ、ギャップ調整、退避動作などが必要とされる各種機構にも同様に適用することができ、同様の効果を奏する。
本発明のマスク保持部が移動するＸ方向は、本実施形態では基板の搬送方向に沿っているが、これに限定されず、例えば、基板の搬送方向と直交する方向であってもよい。
【０１１６】
また、本発明のマスク保持機構の各駆動機構は、基板を保持する基板保持部をＸ方向，Ｙ方向、水平面に直交する軸回りのθ方向に駆動可能、且つチルト駆動可能な基板保持機構として適用することも可能である。この場合、基板保持機構は、特許請求の範囲に記載のマスク保持部を基板保持部に置き換えるとともに、マスクと基板を入れ替えることで適用可能である。
【０１１７】
即ち、上記実施形態のような基板を搬送する露光方式でなく、基板を保持する基板保持部を駆動可能な基板保持機構は、基板保持部を水平面上の一方向であるＸ方向及び鉛直方向であるＺ方向に駆動可能な第１駆動部と、基板保持部を水平面上のＸ方向に対する直交方向であるＹ方向に案内可能な第１の案内部と、を有する一対の第１駆動機構と、基板保持部をＹ方向及びＺ方向に駆動可能な第２駆動部と、基板保持部をＸ方向に案内可能な第２の案内部と、を有する第２駆動機構と、を有し、第１駆動部によってマスク保持部をＸ方向又はθ方向に駆動した時、第２の案内部によって基板保持部の移動量を吸収し、第２駆動部によって基板保持部をＹ方向に駆動した時、前記第１の案内部によって基板保持部の移動量を吸収し、第１及び第２駆動部の少なくとも一つによって基板保持部をチルト駆動した時、第１及び第２の案内部の少なくとも一つによって基板保持部のチルトによる第１及び第２駆動機構間の上面視におけるスパン変化量を吸収するように構成される。
【０１１８】
本出願は、２００９年１１月９日出願の日本特許出願（特願２００９−２５６２０９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ         マスク保持機構
１１Ａ，１１Ｂ     第１駆動機構
１２      第２駆動機構
１３      フレーム
１６      マスク保持部
２０      第１駆動部
２１      第１のＺ軸モータ
２２、２２Ａ      Ｘ軸モータ
２３      リニアガイド（第１の案内部）
２４      第１のＺ軸モータ基台
３１      第１のＺ軸可動台
３４      十字継手（第１の自在継手）
３５、４７      Ｘ軸モータ基台
３８      第１の案内板
３９      リニアガイド（第３の案内部）
４２      第１の回転支持機構
４３      第１の連結板
４６      リニアガイド（第３の案内部）
４８      固定子
４９      可動子
５０      第２駆動部
５１      第２のＺ軸モータ
５２、５２Ａ      Ｙ軸モータ
５３，５３ａ，５３ｂ    リニアガイド（第２の案内部）
５４      第２のＺ軸モータ基台
６１      第２のＺ軸可動台
６４      十字継手（第２の自在継手）
６５、７７      Ｙ軸モータ基台
６８      第２の案内板
６９      リニアガイド（第４の案内部）
７２      第２の回転支持機構
７３      第２の連結板
７６      リニアガイド（第４の案内部）
Ｍ        マスク
Ｗ        基板
α        Ｘ方向に対する所定の角度（第１の傾斜方向）
β        Ｙ方向に対する所定の角度（第２の傾斜方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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